解答题 4.利用代换u=ycosx将微分方程y"cosx一2y'sinx+3ycosx=ex化简,并求出原方程的通解.
【正确答案】令ycosx=u,则y=usecx,从而
y'=u'secx+usecxtanx,y"=u"secx+2u'seextanx+usecxtan2x+usec3x.
代入原方程,则得u"+4u=ex.这是一个二阶常系数线性非齐次方程,其通解为
u=ex+C1cos2x+C2sin2x.
代回到原未知函数,则有y=
【答案解析】这是一个二阶变系数线性非齐次微分方程,不属于我们能够求解的范围,而如果能使其变为常系数方程就可求解了.从方程的形式看,令ycosx=u应该是自然的.